我國是世界第一產(chǎn)煤大國,也是煤炭消費的大國。早在1996年我國煤炭探明可采儲量居世界第三位,2007年我國煤炭生產(chǎn)約有25.5億噸,到2010年煤炭生產(chǎn)能力將接近30億噸。煤炭行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟高速發(fā)展的重要基礎(chǔ)。
我國是世界第一產(chǎn)煤大國,也是煤炭消費的大國。早在1996年我國煤炭探明可采儲量居世界第三位,2007年我國煤炭生產(chǎn)約有25.5億噸,到2010年煤炭生產(chǎn)能力將接近30億噸。煤炭行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟高速發(fā)展的重要基礎(chǔ)。目前鉆眼爆破法仍是煤礦井下采掘活動中的主要工序。煤礦建設(shè)和煤礦生產(chǎn)中每萬噸消耗3噸多炸藥和5千多發(fā)雷管。在如此大量的火工品消耗情況下,由于種種原因,爆破作業(yè)中產(chǎn)生拒爆或殘爆的現(xiàn)象不斷發(fā)生,并時而造成傷人事故,不僅影響了爆破效果,更為嚴重的是影響了煤礦的安全生產(chǎn)。因此,分析煤礦井下爆破作業(yè)產(chǎn)生拒爆的原因及其防治處理措施,意義重大。
一、產(chǎn)生拒爆的原因
放炮時,通電起爆后,工作面的雷管全部或少數(shù)不爆稱為拒爆,殘爆則是指雷管爆后而炸藥沒有被引爆的現(xiàn)象,或炸藥沒有完全被引爆。煤礦井下爆破作業(yè)時,拒爆的產(chǎn)生主要是受爆破器材、爆破工藝、工作面生產(chǎn)條件及爆破工操作技術(shù)等因素的影響,具體分析主要是一下幾個方面:
1、雷管方面的原因
雷管是起爆元件,煤礦井下爆破作業(yè),只能用電雷管,連接方式采用串聯(lián)或串并聯(lián)形式連接在爆破網(wǎng)路中,一發(fā)雷管不響就能可能產(chǎn)生全部拒爆或部分拒爆。
(1)電雷管質(zhì)量不合格,電雷管在出爆破材料庫前雖然經(jīng)過全電阻導(dǎo)通檢驗合格,但經(jīng)過井下長距離的運輸受到振動,有可能使雷管橋絲或腳線脫落或虛接,在工作面使用前,不可能再次進行導(dǎo)通檢測,使用了不合格的電雷管造成拒爆。
(2)選用了不同廠家、不同品種、不同批次的電雷管或選用的電雷管的電阻差值大于0.3Ω以上。起爆時,由于電雷管的起爆沖能、發(fā)火電流及發(fā)火時間不同,在同一爆破網(wǎng)路中敏感度高的電雷管先起爆,炸斷了網(wǎng)路,而有些還沒有發(fā)火的雷管就會拒爆。
(3)電雷管起爆能力不足。雷管受潮或因密封不嚴造成防水失效,或超過了雷管有效儲存期造成了雷管的起爆能力不足。起爆能力不夠會造成雷管響后炸藥沒有被引爆,產(chǎn)生拒爆或殘爆。
2、起爆電源的原因
目前煤礦井下使用的發(fā)爆器均是防爆型電容式發(fā)爆器。
(1)通過電雷管的起爆電流值太小或通電時間過短。
煤礦立井掘進爆破作業(yè)時要求有較大的電流值(大于雷管的準爆電流)和較長的通電時間,通過雷管的電流值太小沒有達到雷管的準爆電流或因通電時間過短,雷管得不到所必須的引燃沖能而導(dǎo)致雷管拒爆。
(2)發(fā)爆器內(nèi)電池電壓不足、充電時間過短,未達到規(guī)定的電壓值便放電起爆。國產(chǎn)防爆型發(fā)爆器多為電容式,靠的是高壓脈沖電流起爆電雷管,大都采用機械式毫秒開關(guān)或電磁繼電器限時6ms放電以滿足煤礦井下爆破安全方面的要求。發(fā)爆器長期不停的使用,發(fā)爆器內(nèi)的電池電壓值降低,實現(xiàn)不了充電電壓,或者發(fā)爆器充電時間過短,未達到額定的電壓值就放電起爆,這樣都可能造成網(wǎng)路中的雷管全部或部分拒爆。
(3)發(fā)爆器的輸出功率不足,起爆能力不夠。不同規(guī)格的發(fā)爆器都有其額定爆能力(發(fā)),雖然設(shè)計計算無誤,但實際上由于爆破網(wǎng)路實際電阻遠高于計算電阻,這就造成了發(fā)爆器的輸出功率滿足不了實際要求(輸出引燃沖能小于雷管的最大額定引燃沖能)產(chǎn)生拒爆。因此發(fā)爆器的實際起爆能力與額定起爆能力有一定差別,有時甚至很大。
(4)發(fā)爆器管理保養(yǎng)不當。長期使用會使發(fā)爆器主電容容量降低,充電時達不到規(guī)定的額定電壓值,使用過程中發(fā)爆器也會受潮,受潮后氖燈提前起輝,使人誤認為已達額定電壓,另外,發(fā)爆器開關(guān)觸點熔蝕,接觸不良等都會使發(fā)爆器的輸出引燃沖能降低,起爆能力也就自然降低。
3、電爆網(wǎng)路方面的原因
電爆網(wǎng)路有串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)和并串聯(lián),使用發(fā)爆器時為多采用串聯(lián),由于爆破網(wǎng)路問題造成拒爆的原因主要有爆破母線不合格,電阻過大;網(wǎng)路短路;錯接或漏接;接頭不牢、不潔凈,有水或油膩等導(dǎo)致網(wǎng)路電阻增大,這些都能造成全部和部分雷管拒爆。爆破網(wǎng)路漏電是另一產(chǎn)生拒爆的主要原因,煤礦井下作業(yè)環(huán)境較為潮濕、多有積水或泥漿,一旦與接頭裸露部分接觸,網(wǎng)路電阻值就會增大很多,在通電起爆瞬間,水(此時可視為電解質(zhì)水溶液)的導(dǎo)電能力遠比一般情況大得多,易造成爆破網(wǎng)路漏電嚴重,降低了通過電雷管的電流值,當小于雷管的最小發(fā)火電流時,雷管拒爆。